基于机舰协同的舰载机着舰过程分析

舰载机作为航母的主战武器,是航母作战能力的保障。在航母的整个作战链条中,舰载机的着舰是最重要的环节之一。文章首先对航母平台、助降设备,以及配备人员等与舰载机着舰密切相关的几个因素进行了简要分析,然后结合舰载机着舰的具体过程,详细阐述了如何通过航母和舰载机的紧密协同来实现舰载机的安全着舰。     

飞翼布局舰载无人机自主着舰技术研究

舰载无人机自主着舰是舰载机飞行过程中技术复杂、风险最大的环节之一。舰尾流等着舰环境以及甲板的运动是导致着舰产生严重偏差的主要原因。为了掌握环境对着舰过程的影响,需对舰尾流、甲板运动进行建模仿真,尽量真实地反映出理想着舰点的运动情况。在此基础上根据飞翼布局无人机的动力学特性和着舰的技术要求针对飞机纵向着舰设计出理想的下滑轨迹和纵向通道采用高度跟踪控制,横侧向通道采用侧向偏离控制,发动机通道采用基于迎角恒定的动力补偿控制的控制策略。最后结合舰载无人机动力学模型在舰尾流以及甲板运动仿真中实现垂直高度偏差在理想值正负0.78m内、水平位置误差在理想值正负6.1m内的精确着舰,并对方法进行评估验证。     

舰载无人机自主着舰回收制导与控制研究进展

舰载无人机正成为未来海战的重要组成部分，制导与控制是舰载无人机自主着舰/回收的关键技术.本文综述了舰载无人机自主着舰/回收制导与控制技术.概述了舰载无人机的发展历史，简单描述了舰载无人机跑道拦阻着舰、撞网回收、伞降回收、绳钩回收、天钩回收、过失速着舰、智能飞落着舰、风向筒回收、秋千式吊架回收等典型着舰回收方式.在深入分析无人机自主着舰/回收制导与控制关键问题的基础上，重点概述了无人机着舰/回收经典制导与现代制导技术，以及着舰/回收经典控制、现代控制、非线性与自适应控制、智能控制等飞行控制技术的研究现状.最后，对无人机自主着舰/回收制导与控制技术的发展状况进行总结，并对未来研究重点进行展望.     

基于卡尔曼滤波理论的甲板运动预估技术研究

航母在航行过程中，海浪运动将会导致舰体产生俯仰、横滚、偏航、上下起伏等运动，这将严重威胁舰载机的着舰安全。为了确保飞机在航母上成功降落，必须在着舰前使飞机运动轨迹与甲板运动同步，因此，本文研究了甲板运动预估技术，运用卡尔曼最优波波理论开发了甲板运动预估器，并提出首先对引入着舰导引系统的甲板运动信息进行预估，然后再进行超前补偿的策略。经仿真验证，甲板运动预估与补偿的结合，可以明显减小舰载机着舰误差，提高着舰精度。     

基于扩张鸽群优化的舰载无人机横侧向着舰自主控制

舰载无人机着舰会受到舰尾流、航母甲板运动的干扰.为加快无人机在着舰时横侧向响应以及提高舰载机着舰对干扰的鲁棒性,本文提出了一种基于扩张鸽群优化算法的显式模型预测控制方法,并将其应用于舰载机姿态控制器设计,用于解决所设计控制器的参数优化问题.与基本鸽群优化算法、粒子群算法的仿真对比实验表明,相比传统智能优化算法,本文所提...     

舰载机自动着舰可视化仿真

根据舰载机自动着舰系统的原理建立了航母的甲板运动、舰尾流、甲板运动补偿和舰载机着舰的引导控制模型;使用3D Max软件绘制了飞机、航母的三维模型;利用Visual C++和OpenGL软件进行编程,完成了舰载机自动着舰仿真软件的设计,并实现了舰裁机自动着舰的可视化仿真.     

舰载机着舰侧向回路的滚动时域控制

舰载机着舰问题是一个十分复杂的难题.由于航母的斜角甲板只有几十米宽,故而舰载机要降落在航母上需要十分精确的控制.在横测向控制中,最重要的是控制偏心距.为保持期望的着舰姿态,建立了舰载机横侧向着舰的非线性动力学模型,通过设定期望的着舰位置与姿态,将舰载机横侧向动力学模型的状态转化为误差状态,在攻角为11.7°,空速为70m/s的平衡点设计控制器,采用滚动时域预测控制来解决舰载机着舰的横侧向控制问题,用VC++构建三维仿真平台,在MATLAB上建立控制器模型,运用网络通信发送到三维仿真平台上,控制舰载机实现自动着舰.仿真结果表明滚动时域优化算法可以很好的实现舰载机着舰侧回路非线性系统的航迹跟踪与姿态跟踪.     

舰载机纵向容错着舰系统设计

通常发生的舰载机着舰事故中,大多数是由于舰载机纵向航迹控制不好导致的,而造成航迹控制性能下降的最主要因素是航母运动、舰尾流扰动和执行器故障.针对这些特殊情况,提出了一种容错控制方法,应用在纵向着舰系统中.首先采用基于非线性动态逆的滑模控制方法抑制舰尾流扰动影响,然后在此基础上,加入径向基神经网络,利用其对非线性项的万能逼近特性,来补偿执行器故障情况下造成的系统故障,进一步保证了舰载机对理想下滑道的精确跟踪,最后,加入不同类型的执行器故障对此方法进行测试.仿真结果表明,所设计的纵向容错着舰系统不仅具有较强的鲁棒性和容错能力,而且提高了舰载机着舰航迹控制精度.     

基于 EMD 和 GPS 的着舰引导雷达标校方法磁

着舰引导雷达工作环境恶劣,要求精度高,需要定时进行标校,而普通标校方法没有考虑航母运动对标校结果的影响,并且目标位置真值的获取方法精度不够,为此,提出了一种基于 EMD 和 GPS 的航母舰载机着舰引导雷达的标校方法,首先建立了舰载雷达常用的坐标系并推导了它们之间的转换关系,然后研究了经验模态分解去噪的原理并提出了一种分量判别函数,接着给出了航母姿态测量方案和详细的标校过程,最后在对航母运动姿态建模的基础上进行了仿真。仿真结果说明,论文提出的标校方法可以很好地发现舰载机着舰引导雷达的方位、俯仰和距离的系统误差。     

基于二阶滑模的着舰航迹角控制仿真研究

舰载机的安全着舰是以精确的航迹角控制为前提的,由于着舰环境的复杂性,为航迹角控制提出了更高的要求.针对放宽静稳定性舰载机着舰性能进行研究,采用了一种有效的增稳控制方案,来保证舰载机的稳定性,设计了一种新型二阶滑模控制自动驾驶仪,实现了对俯仰角的精准控制,同时避免了舰尾流扰动的影响及通常滑模控制会导致的控制输入信号抖动现象,并解决了舰载机纵向飞行控制系统对航迹角的稳定性控制问题.仿真结果表明,所设计的控制器可完全满足舰载机着舰过程对抗扰能力和精确跟踪的要求.